基于心脏磁共振检查的双向 Glenn术后肺动脉血流动力学仿真模拟研究

摘要

目的：
　　双向格林手术（Bidirectional Glenn Shunt，BDG）是目前临床治疗小儿先天性心脏病复杂心脏畸形中常用的一种手术方式，是一侧心室发育畸形、功能不良，或者一侧心室缺失等功能性单心室临床治疗的分期首选术式之一。无创地准确地评估BDG术后肺动脉血流动力学改变以及血管吻合区域的血流动力学特性，是提高此类患者二期Fontan手术成功率的重要环节，同时也可以完善BDG手术方案的规划。
　　方法：
　　1.通过分析比较20例 BDG术后患者的心脏磁共振血流数据和心导管检查的压力数据，寻找磁共振血流数据与相应血管压力值之间的相互关系。
　　2.采集25例 BGD患者的心脏磁共振数据，通过个体化三维重建，结合多孔介质特性，构建肺动脉阻力模型，应用计算流体动力学技术及虚拟手术方法，探寻BDG能量损失最优区间，开展BDG术后的血流动力学数值模拟研究。
　　结果：
　　1.心脏磁共振能够准确的评估BDG术后患者肺动脉发育以及血流动力学改变，并能通过主-肺动脉侧枝的流量及上腔静脉平均流速估算肺动脉压力。
　　2.通过计算机流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）技术能够评估BDG术后血流能量损失，寻找能量损失与肺动脉血流分配比之间的关系，以及能量损失的最优区间，对临床手术指导具有重要的意义。
　　结论：
　　本研究采用医工结合的研究方法，基于心脏磁共振影像，将计算流体动力学和计算机辅助设计技术(Computer Aided Design，CAD)相结合，可以无创地完成二期Fontan术前的肺动脉发育以及肺动脉血流动力学评估，同时掌握BDG手术血管吻合区域血流运动特性，可为实现患儿个体化手术治疗及完善BDG手术操作奠定了坚实的研究基础。

目录

声明

符号说明

第一章 引言

1.1研究背景。

1.1.1 心脏磁共振检查在先天性心脏病中的应用

1.1.2 Glenn手术及 Fontan手术

1.2 计算机流体力学血流模拟的研究现状

1.3 研究的目标及主要内容

第二章 CMR评估 BDG术后肺血管发育及血流动力学改变

2.1材料和方法

2.1.1成像设备

2.1.2检查对象

2.1.3 CMR检查序列、扫描方法、重要参数及定位方法

2.1.4 CMR评估肺血管发育与血流测量的方法

2.1.5 心导管检查及测压方法

2.1.6 统计分析

2.2 结果

2.2.1 CMR所测血流数据及肺动脉发育情况结果

2.2.2 心导管检查所测上腔静脉与左右肺动脉压力结果

2.2.3压力与血流数据的相关性分析结果

2.3 讨论

2.3.1 BDG术后左右肺动脉发育数据评估

2.3.2 BDG术后左右肺动脉血流数据与肺动脉压力的相关性分析

2.3.3 BDG术后主－肺动脉侧支流量与肺动脉压力的相关性分析

2.3 小结

第三章 基于 CMR的 BDG术后 CFD仿真模拟研究

3.1 资料和方法

3.1.1 检查对象

3.1.2 CFD基本理论及相关原理

3.1.3 BDG三维建模

3.1.4 肺循环阻力模型构建

3.1.5 BDG虚拟手术探索

3.1.6 BDG血流计算模拟

3.1.7 CFD血流动力学评价指标

3.2 CFD计算结果与分析

3.2.1能量损失与左右肺灌注比

3.2.2能量损失优化区间

3.2.3 虚拟手术结果分析

3.4 讨论

3.5 小结

第四章 总结

参考文献

致谢

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